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隨著 AI 伺服器對高頻寬、低延遲資料傳輸需求急速上升，矽光子（Silicon Photonics, SiPh）技術成為資料中心升級的核心。聯電（UMC）攜手比利時微電子研究中心 IMEC，以 28/22 奈米成熟製程切入矽光子前段晶圓代工，預計 2026 年試產、2027 年放量出貨。矽光子技術具有功耗降低十倍以上、延遲改善 10~20 倍、傳輸距離與頻寬同步提升等優勢，適用於 Rubi n 架構及高階 AI 伺服器網路互連。聯電藉此從成熟製程拓展高附加價值產品線，加速打入 AI 伺服器與資料中心核心供應鏈。與 IMEC 的合作不僅縮短量產驗證與上市時間，也可同步國際大客戶技術規範，形成產學研一體化布局，預期未來三至五年矽光子市場將達數十億美元規模，為聯電營運帶來顯著成長動能與全球競爭優勢。

🌟 矽光子崛起！聯電如何搶攻 AI 資料中心核心供應鏈

📑 目錄

1. 📝 引言：矽光子崛起與聯電布局

2. 🔍 全球AI伺服器對矽光子需求

3. 🏭 聯電與IMEC策略合作分析

4. ⚡ 技術解析：矽光子核心優勢

5. 📊 聯電矽光子布局進度與量產規劃

6. 💡 投資與營運展望

7. 📈 表格分析：矽光子製程與效益對比

8. 🛠 觀點與策略建議

9. 🏁 結論：聯電在CPO供應鏈的長期競爭力

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📝 引言：矽光子崛起與聯電布局

隨著人工智慧（AI）伺服器的訓練與推論資料量呈現爆發式增長，傳統銅線傳輸技術已無法滿足高頻寬、高速度與低延遲的資料中心需求。尤其在新世代 AI 平台（如 NVIDIA Rubin 架構、Google TPU v7、亞馬遜 AWS Trainium 等）導入下，每秒資料傳輸量激增，對訊號穩定性、功耗效率與長距離傳輸提出前所未有的挑戰。

在這個背景下，矽光子（Silicon Photonics, SiPh）技術迅速崛起，成為資料中心升級與 AI 伺服器互連的核心趨勢。矽光子技術透過光訊號取代電子訊號進行晶片間與機櫃間的高速傳輸，具備功耗降低十倍以上、延遲改善十至二十倍、頻寬與傳輸距離同步提升等優勢，成為支撐 800G、1.6T 甚至未來更高階網路傳輸的關鍵技術。

聯電（UMC）在此波產業浪潮中積極布局，攜手比利時微電子研究中心（IMEC）展開策略合作。IMEC 作為全球領先的微電子與奈米技術研發中心，其光子元件設計、PDK（Process Design Kit）、波導與調變器技術，以及熱效應管理與 EDA 模型支援，均位居世界前列。聯電將負責矽光子晶圓的前段製程，採用其成熟的 28/22 奈米製程平台，藉由 IMEC 技術加速量產驗證與可靠性測試，預計 2026 年試產、2027 年放量出貨。

這一布局具有多重戰略意義：

1. 高附加價值轉型：將成熟製程從傳統晶片代工轉向高毛利矽光子產品，提升營運績效。

2. 搶佔核心供應鏈：直接切入 AI 伺服器與資料中心的核心元件供應鏈，增加全球市場話語權。

3. 技術優勢快速累積：結合 IMEC 的光子設計規則與前段製程經驗，加速產品上市，縮短商業化周期。

4. 全球競爭布局：面對台積電及其他晶圓代工競爭者，聯電利用成熟製程與策略合作，建立矽光子製造核心能力，搶攻全球矽光子市場份額。

隨著 AI 模型規模與資料中心運算需求不斷擴張，矽光子市場將在未來三至五年快速成長。聯電抓住這波機遇，不僅在技術上獲得先行優勢，也在市場布局上為全球 AI 伺服器供應鏈建立重要地位。

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🌐 全球 AI 伺服器對矽光子需求分析

隨著新世代 AI 平台（如 NVIDIA Rubin 架構）大規模導入矽光子元件，全球矽光子需求快速攀升，主要驅動因素包括：

1️⃣ 功耗降低與能源效益

• 矽光子技術將傳統電訊號傳輸的功耗降低 10 倍以上，可有效降低資料中心電力支出與熱能排放。

• 對於大型 AI 運算叢集，降低功耗不只是成本問題，更是滿足 ESG（環境、社會、治理）規範的重要考量。

• 隨著美國、歐盟及亞洲市場加強對綠能與碳排放管控，矽光子技術的採用率將持續提高。

2️⃣ 延遲改善與資料傳輸效率

• 矽光子可將資料傳輸延遲縮短 10~20 倍，對 AI 訓練和推論的實時性要求極高的應用場景，尤其重要。

• 例如大型語言模型、圖像生成或自動駕駛 AI 模型，需要海量資料即時傳輸，矽光子技術提供了關鍵支撐。

3️⃣ 傳輸距離與頻寬同步提升

• 矽光子支持 800G、1.6T 或更高階網路交換器的資料傳輸，顯著提升資料中心內部與跨機櫃的網路吞吐量。

• 未來 5 年，隨著 AI 模型規模持續膨脹，傳輸頻寬需求預計呈指數成長，矽光子技術將成為標準。

4️⃣ 資料中心升級需求

• 全球雲端巨頭正進行資料中心世代更新，AI 運算與推論對網路帶寬、功耗效率、延遲控制提出更高要求。

• 矽光子技術正好契合 800G/1.6T 高速互連需求，可支援超大規模 AI 運算，成為資料中心升級的核心選項。

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🏭 聯電與 IMEC 策略合作分析

聯電進入矽光子市場，與比利時微電子研究中心（IMEC）合作，形成產學研一體化優勢：

• 聯電負責矽光子晶圓前段製程，IMEC 提供光子元件設計與流程驗證，整合設計、製程、驗證與量產支援，降低技術導入風險。

• 此布局不僅加速產品上市，也為聯電進入 AI 伺服器與資料中心供應鏈奠定堅實基礎。

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⚡ 技術解析：矽光子核心優勢

波導與調變器

• 波導結構確保光訊號在晶片內穩定傳輸，降低訊號衰減與串擾。

• 調變器（modulator）將電子訊號轉換為光訊號，提高資料中心內部訊號傳輸速度。

熱效應管理

• 資料中心高功耗運算會產生熱點，矽光子設計可有效管理熱效應，降低訊號失真。

• 運用熱隔離、散熱模組與材料設計，確保長時間運作穩定性。

EDA 模型支援

• 電子設計自動化（EDA）模型支援可縮短設計迭代週期，提升設計可靠性與量產效率。

• 聯電可透過成熟 28/22 奈米製程快速切入矽光子應用領域，降低技術風險。

高頻寬互連

• 支援 Rubin 架構及 CPO 封裝需求，達成跨晶片、跨機櫃的高頻寬資料傳輸。

• 矽光子技術提升資料中心整體運算效率，並支援未來 AI 模型規模持續擴張的需求。

📈 市場規模與成長預測

• 根據最新市場研究，全球 AI 資料中心對矽光子需求預計在 2025–2030 年間以 每年 30~40% 的複合成長率增長。

• 主要驅動力來自：新世代 AI 平台導入光互連、資料中心對功耗與延遲要求升高、以及跨國雲端巨頭的基礎建設投資。

• 聯電若在 2026 年完成試產、2027 年放量，可望在全球矽光子市場占有顯著份額，預估市占率可能達 10~15%，成為 AI 伺服器供應鏈中不可或缺的一環。

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📊 聯電矽光子布局進度與量產規劃

聯電布局矽光子，預期不僅提升單位毛利，也將打入全球資料中心核心供應鏈。

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💡 投資與營運展望

• 高附加價值產品：矽光子與CPO晶片封裝提升毛利

• AI新架構商機：Rubin及其他平台大量導入矽光子

• 全球市場布局：配合國際客戶需求，強化產業鏈地位

• 長期營收成長：預計2027年後，矽光子將成為聯電重要收入來源

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📈 表格分析：矽光子製程與效益對比